試驗變壓器容量選擇

1、高壓的詳細介紹YD系列輕型高壓試驗變壓器 是一種新型高壓測試設備，本系列產品采用單框芯式鐵芯結構，初級繞組 和高壓繞組同軸繞制在鐵芯上，從而減少漏磁通，增大繞組間的耦合。產品的整體結構緊湊，通用性強, 使用攜帶方便，適用于電力系統(tǒng)及電力用戶在現場檢測各種高壓電器設備的絕緣性能，是電力設備檢測及預防性試驗所必備的試驗儀器。YD系列輕型高壓試驗變壓器除了可于交流工頻耐壓試驗，如果配以同等電壓等級和同等容量的電容、硅堆及高壓直流微安表，便可組裝成直流高壓試驗裝置，可以測量高壓直流泄漏電流。二、型號含義三、原理圖03W 威40073D3CCCCCECTIH ：=試從 16代帽四、技術要求1、試驗變壓器

2、使用環(huán)境要求：輸入電壓：交流 220V或380V , 50Hz ;環(huán)境溫度：-40 C40 C;相對濕度： 85% （環(huán)境溫度為25 C時）；不含有化學性氣體及蒸汽的環(huán)境中；無爆炸性危險的氣體中；不受雨水浸入的場合下。2、技術參數型號規(guī)格容量kVA低壓輸入交流咼壓輸出直流 咼壓 輸 出kV測量變比電 壓V電 流A電 壓kV電流mA50200503070500YDQ-3/50320015506070500YDQ-5/505200255010070500YDQ-10/5010200505020070500YDQ-20/5020400285040070500YDQ-30/50304004350600

3、70500YDQ-50/50504007250100070500YDQ-10/10010200501001001401000YDQ-20/10020400281002001401000YDQ-30/10030400431003001401000YDQ-50/10050400721005001401000YDQ-100/10010040014410010001401000YDQ-20/15020400281501332101000YDQ-30/15030400431502002101000YDQ-50/15050400721503332101000YDQ-100/1501004001441506

4、662101000YDQ-150/15015040021615010002101000YDQ-50/20050400722002501000YDQ-100/2001004001442005001000YDQ-200/20020040028820010001000YDQ-50/30050400723001661000YDQ-100/3001004001443003331000YDQ-200/3002004002883006661000YDQ-300/30030040043330010001000注：1我廠YDQ系列試驗變壓器單臺可做到交流300kV，容量300kVA;2、 如果用戶需要，我廠生產

5、的YDQ系列試驗變壓器，抽出 200V的串級抽頭，可將二臺或三臺串級成交流100kV、150kV、200kV、300kV的高電壓。也可根據用戶的需要，在高壓繞組中抽出515kV的中壓抽頭，供高壓電機作交流耐壓試驗；3、表格中直流高壓輸岀一欄，為交直流兩用試驗變壓器的直流高壓輸岀值；4、我廠還可根據用戶的要求，定制各種特殊規(guī)格的試驗變壓器。五、操作步驟1、按接線原理圖連接好引線，并將變壓器和控制箱可靠接地；2、試驗前，檢查各部位的接線是否接觸良好，并檢查控制箱的調壓器是否調至”零位；3、接通電源，綠色指示燈亮，按下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示變壓器已通電，等待升壓；4、順時針勻速旋轉調壓器手柄，

6、進行升壓，并密切注意儀表指示以及試品的情況;5、試驗完畢后，應迅速將電壓降至零位，并按下停止按鈕，然后切斷電源，解開試驗引線。六、注意事項1、做高壓試驗時，必須由 2 人或 2 個以上人員參加，并明確做好分工，明確相互間的聯(lián)系方法。并有 專人監(jiān)護現場安全及觀察試品的試驗狀態(tài)；2、變壓器和控制箱應有可靠的接地；3、試驗過程中，升壓速度不能太快，也決不允許突然全電壓通電或斷電；4、在升壓或耐壓試驗過程中，如發(fā)現下列不正常情況時，應立即降壓，并切斷電源，停止試驗，查明原因后再做試驗。電壓表指針擺動很大； 發(fā)現絕緣燒焦的異味、冒煙現象；被測試品內有不正常的聲音。5、試驗中，如果試品短路或故障擊穿，控制

7、箱中的過流繼電器工作，此時，將調壓器回至零位，并切 斷電源后，方可將試品取出。6、進行電容試驗或進行直流高壓泄漏試驗時，試驗完畢后，將調壓器降至零位后，并切斷電源，然后， 應用放電棒將試品或電容器的高壓端對地進行放電，以免存留在電容中的電勢發(fā)生觸電危險。七、試驗變壓器的容量選擇標稱試驗變壓器容量 Pn的確定公式：Pn=kVn2WCt10-9式中：Pn-標稱試驗變壓器容量（kVA）;k -安全系數；Vn-試驗變壓器的額定輸出高壓的有效值（kV）;W -角頻率，W=2 f,f為試驗電源的頻率；Ct-被試品的電容量（PF）O對于不同的試驗電壓 Vn,選擇適當的安全系數 k,標稱試驗電壓較低時，k值可

8、取高一些；以下列出不同的試驗電壓Vn,所選用的安全系數 k值，供參考：Vn=50 100kVk=4;Vn=150300kVk=3;Vn 300kVk=2;Vn 1MVk=1o被測試設備的電容量 Ct可由交流電橋測出。Ct的變化很大，應由設備的類型而定。典型數據如下:棒形或懸式絕緣子幾十微法;電壓互感器200500PF;分級套管100 1000PF;電力變壓器v 1000kVA1000PF;電力變壓器1000kVA1000 10000PF;高壓電力電纜和油浸紙絕緣250300PF/m;氣體絕緣 60PF/m;封閉變電站，SF6氣體絕緣10010000PF。舉例：35KV變壓器出廠試驗85KV預防

9、性試驗72KV現試驗一臺SF9-1000035變壓器，根據公式我們選擇k=2,電力變壓器1000kVA10010000PF,電容量 選擇 6000PF; W=2%f=2XX 50=314,Pn=kVn2WCt10-9=2 X 722 x 314 X 60 00 X 10-9=選擇 25kVA 試驗變壓器滿足試驗要求 .一臺 35kV 電力變壓器交流耐壓試驗故障原因分析1 引言電力變壓器交流耐壓試驗的主要目的是檢測其繞組對地及繞組之間的主絕緣強度， 是 避免發(fā)生絕緣事故的重要手段， 對決定電力變壓器能否繼續(xù)投入運行具有決定性的意義， 所以電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定，對 66kV 及以下的變壓器大

10、修后必須進行交流耐壓 試驗。其試驗電壓遠遠高于運行電壓，因此它屬于破壞性試驗， 試驗時必須嚴格按照規(guī)定 接線和操作， 否則會造成設備損壞。 本文中筆者對一臺 35kV 變壓器大修后進行交流耐壓試 驗時發(fā)生的 10kV 套管表面放電和試驗設備損壞故障進行分析， 判定其原因是處于地網接地 扁鐵同一位置接地的試驗接地線脫落后在試驗回路產生了過渡過電壓。2 故障經過2006 年 7 月 28 日，對一臺大修后的 35kV 變壓器進行交流耐壓試驗。變壓器型號為SF9-10000/35，額定電壓為（35 %。大修后所有非破壞性試驗（如絕緣電阻和介損等）數據合格且注油后靜置時間超過 24h， 變壓器高壓側對

11、低壓側及地的出廠交流耐壓試驗值為 85kV，根據電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定，現場大修后試驗電壓為出廠試驗電壓的85%， 實際施加電壓為72kV。試驗變壓器型號為 YD-25/150，額定容量為25kVA。變壓器高壓側對低 壓側及地的電容量為 5569pF,當交流耐壓值為 72kV時，可計算出試驗變壓器高壓繞組輸 出電流為0.126A，低壓側電流為47.25A，試驗變壓器完全滿足現場試驗的需要。變壓器低壓繞組端頭短接接地， 高壓繞組端頭短接與試驗變壓器高壓輸出繞組相連， 所 有設備接地線在地網扁鐵同一點 E 處接地，經檢查接線無誤后調整保護球隙間距離，設定 其放電電壓為82kV，隨后開始對變壓器

12、高壓側進行交流耐壓試驗，當試驗電壓升至72kV，正準備讀取毫安表電流數據時， 變壓器 10kV 側套管表面發(fā)生火花放電， 同時聽見非常大的 放電響聲， 試驗變壓器控制開關跳閘，調壓器自動回零。 經檢查， 所有設備接地線均在接地 點E處脫落，毫安表 mA及其短路刀閘 K高壓數顯電壓表 V燒壞，分別測試試驗變壓器 T2 高壓對低壓、高壓對地、低壓對地的絕緣電阻全部為零，表明試驗變壓器絕緣遭到破壞。3 原因分析根據現場檢查分析， 認為此次試驗故障主要原因是所有設備接地線纏繞一起后在接地點E 處捆綁在接地網扁鐵上， 由于接地線采用多股細軟銅絲線，而且只纏繞了一圈，銅線很 容易散開，使得接地不牢固。當試

13、驗電壓升至 72kV 時，全部接地線在接地網扁鐵處松散脫 落，隨后產生的過渡過電壓造成變壓器 10kV 套管放電及試驗變壓器燒壞。Cg為5 569pF，低壓繞組對10kV 套管放電原因分析用介損測試儀測得變壓器高壓繞組對低壓繞組及地的電容量高壓繞組及地 Cd為9139pF，高低繞組對地 Cg+d為6 329pF。根據電力變壓器介損和電容量接線原理列出以下三個公式：Cg=C1+C12 (1)Cd=C2+C12 (2)Cg+d=C1+C2 (3)計算出： C12= Cd+Cg-Cg+d2 =4C1=Cg-C12=1C2=Cd-C12=4正常情況下被試變壓器低壓繞組短接接地，低壓繞組各點與地等電位;

14、當被試變壓器低壓側接地線脫落后 (低壓繞組還是短接在一起，不考慮低壓繞組電感影響)，相當于 K1 斷開。假設t=0時，K1斷開，斷開前瞬間(t=0-), C2上電壓U2(0-)還是與地等電位，則 U2(0-)=0;K1 斷開后瞬間(t=0+)，由于電容C2的電壓不能突變，其初始電壓U2(0+)=U2(0-)=0, 定時間后，低壓繞組對地電壓將達到一個穩(wěn)態(tài)電壓值U2p,此時變壓器低壓繞組處于懸浮狀態(tài)，位于高壓對地的電場之中，穩(wěn)態(tài)電壓值U2p將取決于高低壓繞組間電容C12和低壓對地電容C2 的大小，可列出公式：U2p= C12C12+C2U 貝U U2p=33kV。由于初始電壓與穩(wěn)態(tài)電壓不同， 被

15、試變壓器低壓繞組上電壓從零變?yōu)榉€(wěn)態(tài)電壓 33kV 時 必然有一個過渡過程， 此過渡過程中會在低壓繞組各點上產生遠遠超過 33kV 的電壓值， 根 據電路原理中三要素法得過渡過電壓：U2=U2p+U2p-U2 (0+)e- 其中3為時間常數，因此U2是隨時間增加而逐漸衰減的，可以看出在斷開后瞬間即t=0時，U2有最大值且為：U2 最大=U2p+U2p-U2(0+)，貝U U2 最大=2 X 33=66kV電力變壓器10kV繞組出廠和大修試驗電壓值分別僅為 35kV和30kV，因此，U2最大 可能會造成變壓器低壓側繞組絕緣損傷， 經再次進行非破壞性試驗及交流耐壓試驗合格， 表 明電力變壓器沒有損壞

16、，可以繼續(xù)投入運行。試驗時看見的10kV套管火花放電是由上述過渡過程中產生的過渡過電壓U2使套管表面空氣間隙擊穿而產生的， 一般情況 10kV 套管表面放電電壓不低于 74kV， 而過渡過電 壓U2的最大值僅66kV，不應該使套管擊穿， 但是，由于變壓器低壓側短接接地線脫落后搭 接在變壓器低壓套管上， 減小了低壓套管表面沿面放電距離近一半， 其放電電壓也大大減 小，因此，過渡過電壓 U2加在套管剩余表面距離上很容易使其擊穿而發(fā)生沿面放電現象。試驗設備損壞原因分析試驗變壓器高壓輸出繞組簡化等值電路如圖 3a 所示，在工頻電壓作用下，匝間電容很 小，容抗特別大，不考慮匝間電容影響，另外與低壓輸入繞

17、組間的電容和互感也忽略不計。 毫安表并聯(lián)的刀閘 K 在升壓過程中是閉合的，只有讀毫安表時才斷開。試驗變壓器高壓輸 出繞組末端 X 接地，相當于刀閘 K2 閉合，在工頻電壓下繞組上各點電壓是均勻分布的，其 值為U=U1 (1-xL)(其中L為繞組長度，x為繞組各點到首端 A處的距離),同樣假設t=0時 刀閘K2斷開，斷開前瞬間 t=0-時，U(0-)=U=U1(1-xL),繞組首端 A處x=0, U(0-)=U1;在繞組 末端X處，x=L, U(0-)=0，如圖3b中斜線1。當K2斷開后瞬間t=0+時，由于試驗變壓器高壓繞組對地電容上的電壓不能突變，繞組各點初始電壓U(0+)與t=0-時相同，即

18、U(0+)=U(0-)=U1(1-xL);而K2斷開后達到穩(wěn)態(tài)時試驗變壓器高壓輸出繞組各點的穩(wěn)態(tài)電壓相 同，都為 Up=5= 72kV，如圖3b中直線2。由以上分析可知， 試驗變壓器高壓輸出繞組各點初始電壓分布與穩(wěn)態(tài)電壓分布不同，因此從初始分布到穩(wěn)態(tài)分布也存在一個過渡過程，在繞組上各點產生過渡過電壓，它與被試電力變壓器 10kV 繞組各點過渡過電壓不同， 10kV 繞組各點過渡過電壓大小相等且最大電 壓值出現時間一致， 而此處試驗變壓器高壓繞組上各點的過渡過電壓大小不等且出現最大 電壓值的時間也可能不同， 但電壓最大值包絡線為圖 3b 中虛斜線 3，計算繞組各點最大 過渡過電壓值的公式與前面相

19、同：U最大=Up+Up-U (0+)，則U最大=U1(1+xL)，當x=L時,U最大=2U1=144kV，即過渡過程中試驗變壓器高壓繞組各點都要產生一個最大電壓值，但 在其末端 X 處產生的最大電壓值比其他任何點要高上述過渡過電壓對試驗設備危害非常大， 一是由于試驗變壓器高壓輸出繞組越靠近末端 X處，其絕緣越薄弱，僅能承受 3kV5kV左右電壓，過渡過程中產生的高電壓很容易造成 其高壓繞組對低壓及地絕緣擊穿， 經解體檢查發(fā)現繞組部分絕緣材料燒焦，末端小套管表 面有放電痕跡和末端引線燒斷 ;二是接線脫落后繞組末端過渡過電壓作用于毫安表 mA 及其 短路刀閘 K 等試驗設備上， 很容易使它們擊穿燒

20、壞 ;三是數顯電壓表 V 接地線脫落后，試 驗變壓器首端電壓使其燒壞;四是如果接地線脫落時，試驗人員正斷開刀閘K 讀取毫安表數據，會危及試驗人員人身安全。4 預防措施針對此次交流耐壓試驗出現的故障情況， 筆者從兩個方面提出了預防措施： 一是改善接 地方法 ;二是改進毫安表接線和讀數方法。改善接地方法在試驗接地方面應采取以下預防措施： 一是對所有接地線與地網的連接采用螺栓等固 定連接方式，且必須牢固可靠 ;二是不同設備的接地線其接地點不同，不能纏繞在一起接地， 特別是被試設備的接地線與所有試驗設備接地線應分開接地 ; 三是要求設備連接線或接地線的截面積足夠大， 滿足耐壓時動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 ;四是試驗